2, 3 difosfoglicerynian (2, 3 DPG) jest związkiem pochodzącym z pośredniego produktu glikolizy; koncentruje się szczególnie na poziomie erytrocytów, ponieważ krwinki czerwone - pozbawione mitochondriów - wykorzystują beztlenowy metabolizm mleczanu (homolaktyczna fermentacja glukozy) w celu uzyskania energii.
Hemoglobina jest białkiem tetramerycznym, to znaczy utworzonym przez cztery podjednostki, dwie alfa i dwie beta, każda złożona z części białkowej (globiny) i EME (grupa prostetyczna wiążąca tlen). 2, 3-difosfogliceryd przyłącza się do łańcuchów beta przez ich zagęszczenie i zmniejszenie powinowactwa hemoglobiny do tlenu.
Wiązanie 2, 3 DPG z hemoglobiną występuje, gdy występuje w postaci odtlenionej, podczas gdy rozpuszcza się w płucu z wiązania hemoglobiny z tlenem. W rzeczywistości, gdy hemoglobina dociera do tkanek, łańcuchy β są pierwszymi, które oddają tlen, a ta strata obejmuje przemieszczenie monomerów ze środka. Gdy wewnętrzna wnęka hydrofilowa się otwiera, DPG wchodzi i wiąże się z tetramerem tworzącym heteropolarne wiązania między jego ujemnie naładowanymi grupami, a reszty lizyny i histydyny łańcuchów beta naładowane dodatnio. Tak stabilizowana struktura może także uwalniać tlen z dwóch łańcuchów α. W płucach zachodzi jednak proces odwrotny; przy wysokim ciśnieniu tlenu łańcuchy α są pierwszymi, które go wiążą, a DPG jest „ściskany” i wydalany z tetrameru, umożliwiając łatwiejsze wiązanie β łańcucha tlenowego.
2, 3-Bisfosfogliceryd nie może wiązać się z hemoglobiną płodową, ponieważ ta cząsteczka jest pozbawiona łańcuchów B, z którymi łączy się 2.3 DPG. Wyjaśnia to większe powinowactwo do tlenu w hemoglobinie płodowej w porównaniu z hemoglobiną matczyną, która to cecha pozwala krwi płodowej na ekstrakcję tlenu z krwi matki.
